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蛋白质和酶的直接电化学可以为研究和理解蛋白质在生物体内结构和生物功能之间的关系建立一个合理的模型。氧化还原蛋白质和电子之间的电子转移研究已引起了人们的关注。然而，蛋白质的电化学活性中心深埋于多肽链之中，裸电极表面的蛋白质极易发生变性，同时单一的表面不易为蛋白质提供一个合适的生物微环境，因此蛋白质在裸电极表面直接电子转移显得尤为困难。为了加快电子的传输速率，可以在电极表面加以不同种类的修饰剂和促进剂，纳米或纳米复合材料因为其良好的形貌和特殊的物理化学性能，是能够作为实现蛋白质直接电化学具有前景的材料。本文通过在电极表面修饰不同的纳米材料制备了四种电极来实现蛋白质直接电子转移：1.利用水热合成法合成了氮掺杂石墨烯(NG)，并将其与血红蛋白(Hb)和壳聚糖(CTS)混合涂布在碳离子液体电极(CILE)表面，制备出蛋白质修饰电极CTS-NG-Hb/CILE，对工作电极的直接电化学和电催化进行了研究。由于NG优异的导电性能和较大的比表面积，极大地促进了血红蛋白的电子转移，进而实现了蛋白质的直接电化学。通过对血红蛋白在修饰电极上不同扫速下的电化学行为进行了研究，计算了相关的电化学参数。CTS-NG-Hb/CILE电极对不同的底物如三氯乙酸(TCA)和双氧水(H2O2)表现出优异的电催化还原活性，具有更宽的检测范围和更低的检出限。研究过表明，NG可以用于化学修饰电极的制备与研究，并在电化学传感器的应用方面具有极大潜力。2.将血红蛋白(Hb)和纳米磷酸铁锂(LiFePO4)混合涂布的方式修饰到碳离子液体电极(CILE)上，并用生物相容性好的壳聚糖(CTS)固定得到修饰电极CTS/Hb-LiFePO4/CILE。红外、紫外光谱均表明Hb在复合膜内依然保持其天然的构象。循环伏安方法研究表明出现了一对峰形良好且准可逆的氧化还原峰，式电位(E0’)为-0.208V，说明血红蛋白在修饰电极上的直接电化学得以实现，在电极表面Hb的电子转移速率增加，这归功于LiFePO4纳米材料良好的形貌和其特殊的理化性能。CTS/Hb-LiFePO4/CILE对三氯乙酸及双氧水均有着良好的电催化能力，当TCA浓度与催化峰电流在0.2~65.0mmol/L范围内，检测限为6.8×10-5mol/L (3σ)。3.肌红蛋白(Mb)固定在SnO2@GR复合材料修饰碳离子液体电极的直接电化学及电催化。通过扫描电镜(SEM)表征了该纳米复合材料的形貌。红外紫外光谱均表明Mb在复合膜内依然保持其本身的构象。从循环伏安图中得到一对峰型良好的氧化还原峰，表明Mb的与基底电极间实现了直接电子转移。修饰电极具有良好的稳定性，对H2O2及NaNO2电催化具有更宽的动态范围和更低的检出限，这些归因于SnO2@GR复合材料兼具优良的导电性和生物兼容性。4.制备了离子液体BPPF6修饰碳糊电极(CILE)并以此为基底电极，利用电还原法将石墨烯与氧化锌沉积在CILE表面，再利用滴涂法将肌红蛋白(Mb)固定在ZnO/GR/CILE表面。电化学实验表明了在pH3.0PBS中出现了一对峰形良好的准可逆氧化还原峰，式电位(E0’)为-0.192V (vs. SCE)，说明Mb的直接电化学在修饰电极上得以实现，这是由于石墨烯和纳米氧化镍的协同作用以及CILE良好的导电性加快了Mb的电子转移速率。求解了相关电化学参数如电子传递系数(α)为0.59，反应速率常数(ks)为0.57s-1；该修饰电极对TCA表现出良好的电催化性能，求得表观米氏常数(KMapp)为8.67mmol/L。